无论是垃圾填埋场还是垃圾焚烧厂，渗滤液的特点是水量水质受季节、气候等因素的影响大，成分复杂、污染物浓度高、可生化性差，渗滤液处理工艺大多采用“预处理+生化+深度处理”工艺，其中生化处理普遍采用MBR工艺，是整个渗滤液处理系统的核心，是出水能否达标排放的重要保障。
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/ l2 n- w5 E* t: f& ~& f; V垃圾渗滤液MBR处理系统设计要点如下：$ L& |+ Z8 _4 _' u+ x
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◆MBR生化处理系统的设计应以COD进行计算；2 ]5 G" I8 `5 f. a0 N! X# D/ Q
G+ z4 x' P% R% U, H I3 T4 J◆规模较小时可以采用一条线，规模较大时需设置二条线；
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3 z5 J U0 C' r+ @2 M3 z3 _◆渗滤液处理出水对总氮无要求时采用单级生物脱氮，出水对总氮有要求时采用二级生物脱氮；
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◆合理选取水温、泥龄、污泥浓度、剩余污泥产率及单位耗氧量等设计参数，通过计算确定混合液回流比；7 c$ {) U! z. r' z+ L
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◆外加碳源可以采用甲醇、乙酸钠、葡萄糖等，分别投加在缺氧池和后置反硝化池；
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◆通过控制生物池内水的流态、利用空气管道控制曝气区域、控制膜分离和污水冷却系统回流位置等技术措施，可以取得良好的处理效果。
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) T' u. K$ s8 }; K+ t4 i7 a1用COD进行设计计算
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大部分的生化处理系计是按BOD进行设计计算的，但对垃圾渗滤液而言，COD浓度远远高于BOD浓度，二者的比值COD/BOD＞2.2，此种情况下如果仍按BOD进行设计，会存在较大误差，严重影响处理效果，因此垃圾渗滤液MBR生化处理系统应以COD进行设计计算，实际运行结果证明，这种计算方式是符合实际情况的、是合理的。
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2一条线和二条线的设定原则设置8 {# S3 N3 v$ y( V. f
p4 T" s( `$ z. t2 y+ `许多垃圾渗滤液处理工程，生化处理部分往往只设置一条线，检修、维护时整个系统必须停止运行，对整个渗滤液处理系统影响很大，而且恢复运行难度也很大。因此为保证渗滤液处理系统能够连续稳定运行，同时考虑到渗滤液处理规模大小不一，原则上规模较小时可考虑设置一条线，规模较大时可应采用二条线，使系统的运行更加可靠、灵活和合理，把由于检修维护的影响降到最低。
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根据渗滤液处理工程的特点，工程规模Q≤200m3/d的渗滤液处理工程可以按一条线进行设计，工程规模Q＜400m3/d的渗滤液处理工程，优先考虑采用二条线，如果现场条件不允许也可采用一条线，工程规模Q≥400m3/d的渗滤液处理工程应采用二条线。
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) W9 q8 f$ V( l3单级生物脱氮和二级生物脱氮的适用条件" |; ~' `& I' y
; o; W. u- ]3 c2 Y所谓单级生物脱氮系统，就是在系统内设置缺氧池和好氧池，利用微生物的硝化和反硝化反应达到去除总氮的目的，对于进水氨氮浓度较低或排放标准对总氮没有要求的项目，采用单级生物脱氮即可满足要求。
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1 x y1 C+ k& ?# C图1单级生物脱氮系统示意图
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( R& D! H- D& h" n" _事实上经过单级生物脱氮处理后，出水中仍会含有一定量的硝酸盐，尤其是进水氨氮浓度高的情况下，出水中硝酸盐的含量会更高，总氮也相应偏高。在出水对总氮有严格要求的地区，为保证出水总氮达标，在单级生物脱氮后再增设后置反硝化池和后曝气池，亦即二级生物脱氮系统，通过投加外加碳源，利用微生物的硝化和反硝化反应进一步去除剩余的硝酸盐，进而达到提高总氮去除率的目的。
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" S& O/ c$ B6 C& J7 A图2二级生物脱氮系统示意图
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垃圾渗滤液原液中氨氮浓度很高，一般介于2000mg/L~3000mg/L之间，也有高达3000mg/L~4000mg/L，一些排放标准要求出水总氮低于40mg/L，总氮去除率高达98%以上，如此高的去除率对MBR系统提出了更高的要求，单级生物脱氮系统很难达标，必须采用二级生物脱氮方能满足要求。
7 T" d' \. r% z1 o, J
. _! K1 s5 j' o对于垃圾渗滤液而言，排放标准对总氮没有要求的项目，生化处理系统采用单级生物脱氮，如果排放标准对总氮有严格的要求，应采用二级生物脱氮处理系统，通过控制硝化和反硝化反应的完全程度来控制出水中的总氮。
! g6 @# W4 W7 j9 q' O$ k/ w8 n: w, |3 E/ S- m! c9 S8 P$ Y
4主要设计参数
7 W: K' }( s! \4 {+ _1 i6 L% N) Q
: r/ a, ]& `) W7 S/ i4.1主要设计参数的选取
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生化处理系统设计参数取值见表1。( P% `$ C1 f& {, N
$ r+ [( M$ M9 O6 ?' Y# c; R表1MBR系统主要设计参数; r2 N, g$ _, y+ W( ]7 l0 x1 M
3 X+ h* }' g2 b9 `" z) s) x
6 H! ~9 T3 \4 X5 ?7 w4.2混合液回流比的计算
" p5 b, b% p9 O* ~! U) L) J: Z' D
, V( ~- b4 O9 e' l" V垃圾渗滤液进水氨氮浓度高，排放标准对氨氮和总氮的要求非常严格，混合液回流比对总氮的去除率影响较大，混合液回流比增大，TN去除率也增大，合理确定混合液回流比，才能达到良好的脱氮效果。实际工程设计中，许多工程设计混合液回流比不能满足脱氮要求，出水总氮超标现象非常普遍。3 M8 ]' L% b. Y+ ^& M" l9 T/ j$ }
E1 `* a# N: _2 ?反硝化所需的硝酸盐由污泥回流和混合液回流提供，反硝化率用回流比控制，它们之间的关系为：* l* v# ]% B- E
3 e" B( t' K V
5 [, h* g5 }* I: E3 K
" t# J+ V( O+ h
反硝化率fde按下式计算：
1 B8 J1 P( v5 e+ r5 M& F/ w. P# f, ]. P4 [" [" u
^& |3 q1 j; X' X" [
2 p4 T6 U5 D( `' x$ h$ z' v# `需硝化的氨氮量按下式计算：
* [& d }' T K( a; J9 P
' I6 O0 i( {& K ^" D9 _( w（4）Nht=24Q［N-0.05（S0-Se）］×10-3（kg/d）
7 M0 ]0 @% j, S- B$ M& l2 |1 l3 q/ g7 r$ a& y2 {2 _
MBR系统采用外置式超滤膜，出水SS接近于零,其含氮量亦按零考虑。4 C7 `& m1 N1 Y. [' g
; ]- S8 s: k! ?* {9 O
反硝化的硝酸盐量按下式计算：
& l/ w8 X( g( m1 B
3 {. j. O( W$ h2 _& b3 y: g（5）NOt=24QNO×10-3（kg/d）7 l. j0 M. r T! d! H) Y2 _
, N8 G3 }" X6 ^4 s( Z! M* N: M式中需反硝化的硝态氮浓度NO按下式计算：
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（6）NO=N-0.05（S0-Se）-Ne
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5外部碳源投加系统, c- e4 Y, C9 {2 G' C1 G$ O
! `+ p7 [4 y, i- r/ ]: x5.1外部碳源的种类
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2 e- H# ^, D, Z' V, p目前普遍使用的外部碳源有甲醇、乙烷、乙酸、乙酸钠、葡萄糖等，各种碳源各有优缺点，合理选择外部碳源对脱氮效果、运行成本等影响很大。
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6 o p# D/ ]* e6 @不同碳源类型对系统的脱氮性能影响存在差异，在实际工程应用中应根据工程的具体情况合理选用外部碳源，综合分析并参考以往的工程经验，外部碳源宜优先考虑采用葡萄糖。
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5.2外部碳源投加位置
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7 J# L0 x$ N$ W渗滤液原液碳源极度缺失的情况下，如果不投加外部碳源，会导致生化处理系统内硝酸盐过度积累、碱度缺失，轻则抑制微生物的活性，重则导致系统崩溃，此种情况下为确保系统稳定运行，应在缺氧池和后置反硝化池都投加外部碳源。4 N. U9 a; q+ M! a0 D$ M
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如果碳源不是很缺乏，硝酸盐积累现象也不是很严重，系统内能维持正常的硝化反硝化反应，此时宜在后置反硝化池内投加外部碳源，可以节省投加量，从而达到降低运行成本的目的。( l$ l1 H+ S0 e( j8 g
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国内大部分渗滤液处理工程，在后置反硝化池投加新鲜渗滤液，确实可以达到节省运行成本的目的；但由于渗滤液原液含有高浓度的氨氮，而后曝气池未设置内回流系统，导致出水总氮增加，因此在后置反硝化池应投加甲醇或乙酸钠等不含“氮”的外部碳源，而不应投加新鲜渗滤液。) g6 A' n% k% V7 z# s$ |
" o9 O f+ V4 H8 X5.3外加碳源对生化处理系统的影响; g' f- F4 w0 f/ _) C$ B
" P& o3 C, p( W) t3 h* m2 Y8 X如果渗滤液进水C/N比严重失调，生化处理系统长期靠投加外部碳源维持运行，这种情况与单纯处理垃圾渗滤液有很大不同。无论采用何种碳源，其反应速度均远远高于渗滤液原液，水力停留时间也相应很短，因此池容积也较小。
9 h/ D. P, q I& T6 C( q! a/ `2 K/ r2 j% U+ X. X
如果池容积过大、水力停留时间过长，异养好氧反硝化菌得不到足够的营养物质．因而利用自身体内的原生物质进行内源呼吸，进而降低活性污泥的活性，影响处理效果。因此在靠投加外部碳源维持运行的渗滤液生化处理系统，其生物反应池容积不能过大，应通过计算合理确定。
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. i' e; u+ [. D0 r6工程设计技术措施3 y4 ?/ a! H& C3 E) V
, N& Z! {. R$ x {: A6.1水流形态的控制& L' {0 d' L6 F! ]' }8 X2 E3 A
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许多生物池的设计对水的流态缺少控制，极易发生短流，减少实际水力停留时间，降低整个系统的处理效果。垃圾渗滤液处理生物池内的混合液悬浮固体浓度一般控制住12g/L~15g/L，实际运行过程中有时高达20g/L~30g/L，如此高的污泥浓度，在水流发生短流的情况下，极易发生污泥沉积，从而降低活性污泥的活性，导致处理效率下降。! F1 h$ X# F7 }
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在工程设计中，尤其是大规模的渗滤液处理工程，应在生物池内采取必要措施，控制生物池内水的流态，避免污泥沉积并提高处理效率。
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. C- l( ^0 z& k$ q4 H( z6 i) ^6.2污水冷却系统回流管的设置
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由于高浓度污水在生化反应过程中会释放出大量的热能，同时由于部分电能转化成热能的缘故，垃圾渗滤液处理生物池内会保持较高的温度，过高的水温会抑制微生物的活性，严重时会使生化处理系统瘫痪。因此垃圾渗滤液生化处理均设有污水冷却系统，用污水泵抽取生物池内的混合液进入换热器，与冷却水在换热器内进行热交换，降温后混合液再回到生物池内，从而达到降低生物池内水温的目的。( m% f6 n3 m/ t% g8 r) X% ^
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对于设有污水冷却设施的生化系统，由好氧池末端取水，将冷却后的污水回流到缺氧池进水端，可以同时起到混合液回流的作用，提高脱氮效果，也可以取代内回流泵节省能耗，但实际操作中要考虑冷却系统间歇运行的影响。, y$ n3 |9 j! X! K Y$ s7 B2 k
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图3污水冷却系统示意图
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& [# W4 g& w2 k' d; e l6.3膜分离系统回流管的设置
4 S5 ^' F2 H7 M2 x& o
" D/ X# o/ o. R. l: a在许多垃圾渗滤液处理工程中，MBR系统采用管式膜超滤分离系统，超滤进水泵由好氧池末端取水，进入管式膜浓缩又回流到生物池内。将含有硝酸盐的超滤回流管接至缺氧池进水端，同样可以起到混合液内回流的作用，提高脱氮效率、节省能耗。
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图4膜分离系统示意图. q5 K/ E. _8 x3 R# A4 I1 {" c
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